[實用新型]大氣激光通信自動跟蹤系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920140965.5
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN201523381U
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 曾智龍;王志勇;徐林;楊乾遠;何曉壘;莫海濤;雷利娟
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所
• 主分類號: H04B10/00
• 分類號: H04B10/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 蘇家達

技術領域

本實用新型涉及激光通信領域，特別涉及一種大氣激光通信自動跟蹤系統(tǒng)。

背景技術

大氣激光通信又稱自由空間光通信或無線光通信。它是利用激光作為信息的載體，直接在大氣中進行信息傳輸?shù)囊环N通信方式。它不僅具有速率高、通信容量大、保密性好、無射頻干擾、使用靈活性強等特點，而且相對光纖通信它避免了昂貴的光纖鋪設和維護費用，相對微波通信它避免了繁雜的頻率使用許可證的申請，不受無線電干擾，造價低、施工簡單快捷，可用來進行數(shù)據(jù)、語音、視頻等信息的全雙工傳輸。

與傳統(tǒng)的光纖通信不同，大氣激光通信使用光學透鏡或反射鏡組成的光學系統(tǒng)來控制激光束的發(fā)射和接收，從而將信息從一端直接經(jīng)過大氣信道傳送至另外一端。與傳統(tǒng)的微波通信不同，大氣激光通信是以激光作為信息的載體，因而要求通信的點對點之間必須無遮擋，且通信兩端設備必須保證相對精確的、穩(wěn)定的對準要求。由此可見，盡管大氣激光通信有諸多優(yōu)點，但仍然存在一些不足：

1、大氣信道對光束傳輸?shù)挠绊憽８鞣N天氣都會對通信帶來影響，特別是大氣湍流使激光束在大氣信道傳送時發(fā)生傳播路徑的扭曲和偏轉(zhuǎn)，造成接收端光束聚焦點的偏移，影響通信質(zhì)量。

2、精確、穩(wěn)定的對準比較困難。大氣激光通信設備發(fā)射的光束直徑有一定的大小。過小則不利于設備的對準，過大則增大了光束的擴展損耗，不利于遠距離的通信。為了保證信息的正常傳輸，必須使兩端保持精確對準。但對準后由于風力等外力因素的作用，設備及其固定底座實際上存在某種程度的漂移和搖擺，使通信兩端不能穩(wěn)定地保持精確對準。

因此，要保證通信兩端正常的信息傳輸，就必須使兩端設備保持穩(wěn)定的精確對準。但由于上述原因造成設備之間對準后偏移，使兩端設備不能穩(wěn)定地保持對準狀態(tài)，這就需要兩端設備能夠根據(jù)設備偏移的情況自動跟蹤實現(xiàn)調(diào)整，保證通信兩端始終對準。

目前，常用的保持對準的自動跟蹤方法是利用光電位置探測器件，探測出設備因偏移導致的偏離原來位置的偏差，再進一步控制驅(qū)動執(zhí)行部件，補償因外部因素造成的位置偏移。這種方式需要信號光束以外的信標光束來做位置探測，結構上不僅需要增加信標光束發(fā)射天線，還需要信標光束接收天線，光學系統(tǒng)復雜，光束平行度裝調(diào)要求高。此外，還需要增加信標光束調(diào)制驅(qū)動電路以及位置偏差提取電路，因而設備造價較高，不利于設備在市場上的廣泛應用。

因此，目前市場上亟需一種更加廉價的保持對準的自動跟蹤方法，使兩端設備穩(wěn)定地保持精確對準，保證通信正常，又能滿足裝調(diào)工藝簡單、造價低等特征要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種造價低廉、裝調(diào)工藝相對簡單又能保持精確對準的大氣激光通信自動跟蹤系統(tǒng)。

本實用新型的構思是利用外部因素引起的偏移直接導致光功率變化的原理，通過控制驅(qū)動執(zhí)行部件去調(diào)節(jié)本端光學天線或遠端光學天線，使雙端接收光功率值保持最優(yōu)化狀態(tài)，從而使通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

根據(jù)上述構思所設計的大氣激光通信自動跟蹤系統(tǒng)，包括檢測本端光功率信息的本端光功率檢測模塊和本端光學天線、以及檢測遠端光功率信息的遠端光功率檢測模塊和遠端光學天線。此外，系統(tǒng)還包括有一自動跟蹤控制模塊，所述自動跟蹤控制模塊主要由下述單元構成，

接收遠端光功率信息，在保證遠端功率下降不超過設定閾值的前提下，發(fā)出信號去調(diào)節(jié)本端光學天線，同時監(jiān)測本端的功率信號值使之達到最大的單元；

接收本端光功率信息，在保證本端功率下降不超過設定閾值的前提下，發(fā)出信號去調(diào)節(jié)遠端光學天線，同時監(jiān)測遠端的功率信號值使之達到最大的單元；

接收本端光功率信息，在保證本端功率下降不超過設定閾值的前提下，發(fā)出信號去調(diào)節(jié)本端光學天線，同時監(jiān)測遠端的功率信號值使之達到最大的單元；

接收遠端光功率信息，在保證遠端功率下降不超過設定閾值的前提下，發(fā)出信號去調(diào)節(jié)遠端光學天線，同時監(jiān)測本端的功率信號值使之達到最大的單元；

比較本端和遠端光功率值，如果兩端功率差值小于3dB，則自動跟蹤完成；如果兩端功率差值大于3dB，則在保證兩端光功率總和不變小的前提下，調(diào)節(jié)本端光學天線，使兩端光功率差值盡量小的單元；

比較本端和遠端光功率值：如果兩端功率差值小于3dB，則自動跟蹤完成；如果兩端功率差值大于3dB，則在保證兩端光功率總和不變小的前提下調(diào)節(jié)遠端光學天線，使兩端光功率差值盡量小的單元。